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遥信的输入量称为遥信量，遥信的输入与遥控的输出都是开关量，开关量一般只具有两种状态，即“接通”与“断开”两种状态，用一位二进制数据1或0来表示，因此又称为状态量或数字量。在电气化铁道牵引供电系统中变电所或分区亭的断路器、隔离开关、继电器的位置状态，以及各种事故与告警信号都是开关量。
4．5．1 数字量输入／{俞出的几个基本问题 1．输入／输出信息的组成
在计算机的输入(Input)／输出(Output)操作中(简称I／O)，由于是计算机直接与外界联系，进行信息交换，一般来说，这些信息可分为3种不同信号。
(1)数据信息。 继电器触点、断路器和隔离开关的状态或模拟量／数字量转换的结果，按一定的编码标准(例如二进制的格式或ASCIl码标准)输入至计算机。每若干位(一般为8位、16位或32位)。组合表示为一个数字或符号，这是数字量输入的主要内容。
对于输出的控制命令等信息，通常也以二进制编码的形式输出至外设。事先规定好每一
位的定义，由8位组成一个字节，或由l6位组成～个字。这也是输出数字量的主要内容。
(2)状态信息。
CPU在和输入／输出设备进行数据传送时，往往还需要了解输入／输出设备的工作状态，例如，要通过打印机输出数据，必须了解打印机是否“忙”，打印纸是否空等，只有在外设各种状态都处于“准备好”的情况下，才能可靠地传送数据信号。对于每一种二值的工作状态，都可用一位二进制表示，如输入字节的D0=1表示打印机“忙”，D0=0表示不忙；DI=1表示纸已用完，Dl=0表示有纸，只有在D1D0=0，既打印机不忙且有纸时，才可给打印机传送数据。CPU在传送数据前必须先输入这些外设的状态信息，并逐位进行测试和判断它们的工作状态，以确定能否传送数据。
(3)控制信息。
控制信息是在设备传输过程中，CPU发出给输入／输出设备的命令，一个输出字节的每一位可以定义为一个控制命令。例如D7=1时，控制设备启动，则当D7=0时，表示不启动设备。
2．输入／输出的传送方式
CPU的数据总线都是并行的，但由于输入／输出设备有并行和串行之分，或为了远距离传输的需要，输入／输出数据的传送除了有并行传送方式外，还有串行传输方式，这两种传送方式各有各的特点和不同的应用场合。
(1)并行传送方式。
并行输入／输出传送方式是以字节或字为单位同时进行传送，这种传送方式要求输入／输出接口的数据通道为8位(字节传送)或16位(字传送)，各位数据同步收、发，传送速度快，但传输电缆数量多，硬件投资大，适合于近距离传送。
(2)串行传送方式。
串行传送是将要传送的数据的字节(或字)拆开，然后以位(bit)为单位，一位一位地进行传送。串行传送方式传输速度相对并行传送慢，适合于远距离传送。
3．输入/输出的典型接口
采用某些类型的元器件构成电路或用寄存器作为接口，可以使开关量直接与微型机的数据线相连接，以实现输入／输出，典型的输入，输出接口电路如图4．14所示。开关量输入一般按组进行，每组输入的开关量位数应与微机的字长相等，经I／O接口或带有三态控制的数据锁存器与主机的数据总线相连。但必须注意，送到I／O接口输入端的开关信息，必须被转换为TTL电平。这是因为在微机测控系统中，习惯用TTL电路作为基本电路元件。然而TTL电路毕竟不能满足生产实际中不断提出来的各种特殊要求，例如高速、高抗干扰、低
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功耗等，因而又有HTL，ECL，CMOS等各种数字集成电路。这些电路输入和输出的电平与TTL电平是不兼容的，因此必须进行相互间的电平转换。HTL电路输出的电平范围为ll．5～1．5V。它与TTL的电平转换电路常采用专用的电平转换电路，如CH2017可完成TTL—HTL的转换，而HTL—TTL的转换则用CH2016集成电路。CMOS电路功耗低、抗干扰能力强、工作电压范围宽(3～18V)、输入阻抗高，在要求低功耗的场合广为采用。由于TTL电路输出高电平的规范值为2．4V，当电源电压为5V时，CMOS电路输入的高电平Vm≥3．5V，这样就造成了TTL与CMOS接口困难。一般解决的办法是在TTL输出端与电源之间接上拉电阻R，电阻R的取值由TTL的高电平输出漏电流IOUT来决定，不同的TTL系列R值不同。至于CMOS到TTL的接口，由于TTL电路输入短路电流较大，要求CMOS电路输出为0．5V时能给出足够的驱动电流，需使用CD4049，CD4050等作为接口元件。如图4．14所示。
输入是可进行开关量的数据采集，即遥信。输出是可进行开关量的控制，即遥控。 (1)开关量输入原理电路。
由三态门组成的开关量输入电路如图4．15所示。由锁存器组成的开关量输入电路如图4．16。
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(2)开关量输出原理电路。
开关量输出通道的任务是产生开关信号，用以操纵生产过程中具有两位状态的设备，其主要功能有：①直接操纵现场中具有两位状态的设备；②实现报警及中断请求。开关量输出，同样必须经过I／O接口或数据输出寄存器，在过程控制中，多以成组的形式输出。开关量输出原理电路如图4．17所示。其选通条件为一CE=(A7一Ao)·—IOR—Q·一WDo (3)常用的开关量输出形式。 1)低压开关信号输出。
低压开关输出常采用集电极开路门，三极管，达林顿管或运算放大器作为输出的功率驱动。图4．18为低压开关量输出的三种形式，采用何种形式要根据所驱动的负载进行选择。 2)继电器输出。
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